「CPU如何工做？」
（這個問題由隨筆《一種很簡單的編程語言》引起）（該文寫了一部分，還未發表）編程
我看過《編碼：隱匿在計算機軟硬件背後的語言》，可是今天回想這個問題，仍是以爲不懂，因而上網搜索，結果仍是不懂。這本書強大到——用繼電器實現CPU！但我爲何仍是沒看懂？編程語言
我不會以爲本身笨，因此必定是書有問題。（呵呵？）可是這本書不應有問題，那……總之不怪我，是書的表達問題……ide
心理學中曾有構造主義和機能主義之爭。我打個比方：有一隻懷錶，爲了弄懂其如何工做，構造主義仔細地拆開了表，說：「這個表有100個齒輪。」而機能主義看了看錶，說：「這個表有一個錶盤，錶盤之下必然有一個動力系統，也必然有一個能量儲存系統。」——兩者說得都很對，可是前者顯然仍不知道表如何工做，咱們也彷佛也不能說後者就弄懂了表如何工做。那麼，咱們該怎麼回答這個問題呢？函數
咱們使用懶人信條的第二條，假設咱們已經回答完了，因此你也該懂了——什麼叫「懂了」？「我明白CPU是怎麼工做的了」、「我明白懷錶是怎麼工做的了」、「我懂微積分了」，這些都是什麼意思？也許某人會算二次函數下的面積，但他未必「懂」微積分，由於他只知道能夠套用某個公式。但我還知道爲什麼能夠套用這個公式——由於這個公式包含在微積分基本定理中，而微積分基本定理對光滑曲線老是有效。雖然說要是把「爲何」一直問下去，我也不會懂，但其一我懂的比他多，其二我已經觸碰到了最基本的一些定律。因而可知，「懂」就是能把基本的東西一直上推到表面——經過不斷組合。因此對於CPU，要作的就是從門電路開始——但經過對門電路的組合，咱們能夠組合出新的成分，並以此爲新的基石。自底向上是構造主義，自頂向下是機能主義。前者是工程組裝順序，後者是分析設計順序。兩者必然是能夠對接的——可是在心理學中，這個對接十分困難，從神經到精神實在太遠——CPU則相對簡單。《編碼：隱匿在計算機軟硬件背後的語言》這本書，大致是按構造主義方法寫的，這很好，可是缺點是看不到目標；而用機能主義方法寫，則看不到底層細節——也就是咱們擁有的東西。對接是感人的：你用機能主義方法分析出了一個基本須要，而後發現某現有之物恰能夠去知足這一需求——這讓人興奮。但我也就是說，在目標主導的狀況下，機能主義方法纔是基本的，要回答「CPU的工做原理是什麼」，也當從機能主義角度開始。倒不是說這本書倒過來寫更好些，但絕對更快、更簡練。可是開頭——從繼電器到門，就難以倒敘了，我認可這是一個例外，而且難以言說，或許是由於繼電器過於基本了？可是畢竟結構主義路線在這裏過於難走，（心理學尚有解剖可看，而且器官可能做用並不單一而是通過高度合併；而CPU是咱們的設計，合併功能是將來的事了）總之設計應當主修機能主義，而拆表工做中結構主義就更沾光一些——也只是一些。編碼
那麼我是否是該試圖回答一下這一問題——「CPU如何工做？」spa
第一步，「CPU」是什麼？——先列出計算機的所有結構：設計
- 邏輯儲存器（包括儲存器、輸入、輸出，此抽象來自《彙編語言》）
- CPU（包括運算器、控制器，此抽象來自《計算機組成原理》）
……不得不說我再一次意識到本身的紕漏——問題應該是「CPU」是完成何工做之物。而在此以前我先回答一下計算機爲完成何工做之物——咱們定義一臺簡單計算機，爲了區別於圖靈機，暫稱「簡單機」，其工做原理以下：it
- （初始化）簡單機分爲「儲存部分」和「處理部分」，儲存部分爲足夠長的一串的字節（8位），處理部分爲一個寄存器A和一套指令，寄存器A存放地址，指令將一個數對應於一個操做，這個操做能夠按固定規則地更新寄存器A和儲存部分。
- 執行寄存器A中數值對應地址中的操做
- 回到1
然而這不就是那一篇隨筆（見開頭）中的BF語言嗎？咱們甚至不須要那個寄存器A，把寄存器A看作某個固定地址就能夠，把第一條改成「執行地址…中的操做」。若是這樣，那麼CPU就是幹這件事的東西，即【把數字轉化爲數據操做】class
CPU就是把數轉化爲操做的東西原理
如今才得出這個結論彷佛有些好笑——CPU等價於一個switch，但咱們知道數據很容易儲存，操做呢？咱們以「取某地址的數」操做爲例：（設置一個寄存器X來簡化）
（參考《編碼：隱匿在計算機軟硬件背後的語言》第17章）
（2018-1-6 於地球， 未完待續）